Linearer Impuls im Kontrollvolumen

Newtons zweites Gesetz für ein fluides System besagt, dass die Änderungsrate des linearen Impulses in einer Strömung in Bezug auf die Zeit gleich der Summe der externen Kräfte ist, die das System erfährt.

Zu jedem Zeitpunkt, wenn ein Kontrollvolumen mit dem Fluidsystem zusammenfällt, sind die Kräfte, die auf das System wirken, und diejenigen, die auf den Inhalt des Kontrollvolumens wirken, sofort identisch.

Übertragen auf das System und das damit einhergehende Steuervolumen liefert das Reynolds-Transporttheorem wichtige Erkenntnisse.

Die Zeitänderungsrate des linearen Impulses eines Systems wird als Summe von zwei Komponenten des Steuervolumens dargestellt: die Zeitrate der Änderung des linearen Impulses innerhalb des Kontrollvolumens und die Nettorate des linearen Impulses, der über die Steuerfläche fließt.

Wenn Massenteilchen durch die Steuerfläche in ein Kontrollvolumen eintreten oder es verlassen, tragen sie einen linearen Impuls mit sich. Das bedeutet, dass der Fluss des linearen Impulses genauso natürlich ist wie der Fluss der Masse.

Schließlich kann für ein Kontrollvolumen, das fest und nicht verformbar ist, das zweite Newtonsche Gesetz angemessen dargestellt werden.